專利名稱：運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車用冷卻系統(tǒng)，特別是涉及一種利用汽車引擎排放的廢熱作為熱源就可完成循環(huán)的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如圖1、圖2所示，是美國第6092381發(fā)明專利案，為一種車上用的冰箱，其主要是運(yùn)用車上既有的冷媒循環(huán)系統(tǒng)1(refrigerant circulating system)使一冰箱2維持低溫，該冰箱2具有一箱體201、一裝設(shè)在該箱體201底部的冷卻盒3、一對(duì)連接在該冷卻盒3上且可穿出箱體201的接管4及一蓋合在該箱體201上的上蓋5。該箱體201內(nèi)部可放置欲低溫保存的物品，如罐裝飲料202，該冷卻盒3中具有一液態(tài)冷卻介質(zhì)301及一浸泡于該液態(tài)冷卻介質(zhì)301中的盤管302，該盤管302兩端各與該接管4的一接頭401銜接，該等接管4是串接于該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1的一蒸發(fā)器105(evaporator)與一壓縮機(jī)101(compressor)之間，該冰箱2的工作原理是借由該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1中的低溫冷媒流經(jīng)該盤管302，使液態(tài)冷卻介質(zhì)301降溫，進(jìn)而可使冰箱2內(nèi)保持低溫。
但是此種串接于該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1的冰箱2存有許多缺點(diǎn)一、該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1的原始設(shè)計(jì)只是提供車室內(nèi)的冷氣需求，串接該冰箱后會(huì)增加該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1的冷卻負(fù)荷(cooling load)，可能導(dǎo)致冷氣不冷或行車更耗油。
二、該冰箱2的運(yùn)作必須依賴該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1，若不啟動(dòng)冷氣，該冰箱2就無法運(yùn)作。
三、該等接管4的配管工程必須更動(dòng)原車廠的該冷媒循環(huán)系統(tǒng)1。
如圖3所示，是現(xiàn)有一種吸收式循環(huán)系統(tǒng)6(absorption cycle system)的示意圖，該吸收式循環(huán)系統(tǒng)6的工作流體為水及氨，其中水作為吸收劑(absorbent)，氨作為冷媒(refrigerant)，兩者混合后定義為溶液(solution)。該吸收式循環(huán)系統(tǒng)6中的設(shè)備包括一凝結(jié)器601(condenser)、一膨脹閥602(expansion valve)、一蒸發(fā)器603(evaporator)、一吸收器604(absorber)、一泵605(pump)、一發(fā)生器606(generator)及一節(jié)流閥607(throttling valve)，其工作原理為高壓氣態(tài)冷媒流經(jīng)該凝結(jié)器601釋放潛熱變成液態(tài)冷媒，再經(jīng)該膨脹閥602減壓，于該蒸發(fā)器603吸熱變成氣態(tài)冷媒，在該吸收器604中冷媒被冷卻以釋放潛熱并且被吸收劑吸收，兩者混合成為溶液，接著溶液被該泵605增壓打進(jìn)該發(fā)生器606中，利用一外部熱源對(duì)該發(fā)生器606加熱至冷媒的沸點(diǎn)以上，使冷媒自溶液中被蒸發(fā)驅(qū)離至該凝結(jié)器601，而吸收劑則經(jīng)該節(jié)流閥607回到該吸收器604中。整個(gè)系統(tǒng)的熱進(jìn)出共有四處，該凝結(jié)器601與吸收器604的放熱通常借氣冷或水冷完成、該蒸發(fā)器603則吸收來自被冷卻物品的低溫?zé)?，?duì)該發(fā)生器606加熱通常采電熱管，此處的加熱率是系統(tǒng)操作的最大代價(jià)所在。此種吸收式循環(huán)系統(tǒng)6的COP(coefficient of performance)定義為COPabs＝蒸發(fā)器的冷凍率/發(fā)生器的加熱率。另外，該泵605也需要一些功來驅(qū)動(dòng)，但是遠(yuǎn)小于該發(fā)生器606的加熱率，甚至將該發(fā)生器606與吸收器604作適當(dāng)高低位差配置，在自然對(duì)流效應(yīng)能克服管路流阻的情況下，也可以省略該泵605。又，因?yàn)榘钡恼舭l(fā)溫度甚低，水與氨的搭配可應(yīng)用于冷凍工程，另一種溴化鋰水溶液與水的搭配(溴化鋰水溶液作為吸收劑，而水作為冷媒)則適合應(yīng)用于空調(diào)工程上。
而汽車引擎運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫即使以冷卻水降溫后，仍留存相當(dāng)高的熱量，直接自排氣管排放至大氣，不但未妥善運(yùn)用廢熱且造成地球環(huán)境升溫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可回收引擎廢熱并作為一發(fā)生器的熱源，以達(dá)到實(shí)用及節(jié)省能源目的的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)。
本發(fā)明運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的工作流體包含吸收劑、冷媒及兩者混合后的溶液，該系統(tǒng)至少包括一發(fā)生器、一可將該發(fā)生器輸出的高壓氣態(tài)冷媒冷卻成液態(tài)冷媒的凝結(jié)器、一可將該凝結(jié)器輸出的液態(tài)冷媒降壓的降壓?jiǎn)卧?、一供流?jīng)該降壓?jiǎn)卧睦涿轿鼰嵴舭l(fā)的蒸發(fā)器及一吸收器。該發(fā)生器是利用汽車引擎的廢熱對(duì)內(nèi)含的溶液加熱，使溶液中的冷媒蒸發(fā)輸出高壓氣態(tài)冷媒及由管路回流吸收劑。該凝結(jié)器是利用汽車散熱氣流冷卻。該吸收器也是利用汽車散熱氣流冷卻，且將該蒸發(fā)器輸出的氣態(tài)冷媒冷卻，使其被自與該發(fā)生器回流的吸收劑吸收混合為溶液，該溶液可再進(jìn)入該發(fā)生器重覆循環(huán)使用。借此，利用汽車排放的廢熱回收，以完成吸收式冷卻系統(tǒng)的循環(huán)，且可達(dá)成能源節(jié)約及再利用。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是
一、妥善運(yùn)用汽車引擎廢熱作為現(xiàn)有吸收式冷卻系統(tǒng)運(yùn)作的所需熱源，達(dá)成能源節(jié)約及再利用，且避免汽車引擎過熱及地球環(huán)境升溫。
二、該吸收式冷卻系統(tǒng)與汽車既有的冷媒循環(huán)系統(tǒng)分屬兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，該吸收式冷卻系統(tǒng)的運(yùn)作不會(huì)增加該冷媒循環(huán)系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷(cooling load)。
三、該吸收式冷卻系統(tǒng)的運(yùn)作不必依賴該冷媒循環(huán)系統(tǒng)開或不開冷氣，該冰箱皆可運(yùn)作。
四、不須更動(dòng)原車廠的冷媒循環(huán)系統(tǒng)的配管。
五、該吸收式冷卻系統(tǒng)可應(yīng)用于冰箱或輔助冷氣，或借設(shè)置多段不同溫度的蒸發(fā)器以增加應(yīng)用性。
歸納上述，本發(fā)明的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，可直接利用引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的廢熱對(duì)該發(fā)生器中的溶液加熱，在不影響車用冷媒循環(huán)系統(tǒng)情形下，可以此吸收式冷卻系統(tǒng)達(dá)到冷卻目的，確實(shí)能達(dá)到本發(fā)明的目的。


圖1是現(xiàn)有一種車上用的冰箱裝設(shè)示意圖。
圖2是該種車上用的冰箱組合剖面圖。
圖3是現(xiàn)有一種吸收式循環(huán)系統(tǒng)示意圖。
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的裝設(shè)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，是裝設(shè)在汽車100內(nèi)部，且該汽車100概可分隔成一可供裝設(shè)有引擎130及散熱風(fēng)扇140的引擎室110及一可與引擎室110區(qū)隔的乘座空間120。該冷卻系統(tǒng)包括一裝設(shè)在引擎室110的發(fā)生器10、一裝設(shè)于該散熱風(fēng)扇140的冷卻氣流流路上的凝結(jié)器20、一裝設(shè)在該凝結(jié)器20一側(cè)的降壓?jiǎn)卧?0、一設(shè)置在乘座空間120中的蒸發(fā)器40、一并列設(shè)置在凝結(jié)器20一側(cè)的吸收器50、一裝設(shè)在該吸收器50與該發(fā)生器10之間的加壓泵60及一裝設(shè)在發(fā)生器10與吸收器50之間的熱交換器70。此系統(tǒng)中工作流體為水及氨，其中水作為吸收劑(absorbent)，氨作為冷媒(refrigerant)，兩者混合后定義為溶液(solution)。
該發(fā)生器10連接有一繞設(shè)于該引擎130一廢氣排放管131的溶液泵入管11、一冷媒輸出管12及一吸收劑回流管13。在該發(fā)生器10中進(jìn)行冷媒與吸收劑的分離，也就是利用該引擎130的廢熱可使溶液中的冷媒被蒸發(fā)且由該冷媒輸出管12輸出至該凝結(jié)器20，并使殘留的高溫吸收劑由該吸收劑回流管13輸出至該吸收器50，該吸收劑回流管13上設(shè)有一可調(diào)節(jié)壓力的節(jié)流閥14。
該凝結(jié)器20是由該冷媒輸出管12輸入高壓高溫氣態(tài)冷媒，經(jīng)該散熱風(fēng)扇140冷卻后，可利用一高壓管21輸出液態(tài)冷媒。即使該散熱風(fēng)扇140未啟動(dòng)，汽車行進(jìn)時(shí)由車頭強(qiáng)制對(duì)流進(jìn)入該引擎室110的氣流也具有冷卻效果。
本實(shí)施例的降壓?jiǎn)卧?0是采用膨脹閥(若系統(tǒng)設(shè)計(jì)成小功率則可采用毛細(xì)管)，且連接于該高壓管21的下游，利用該降壓?jiǎn)卧?0可將通過的液態(tài)冷媒降壓。
該蒸發(fā)器40是連接于該降壓?jiǎn)卧?0的下游，并提供冷媒在此吸熱蒸發(fā)，本實(shí)施例中的蒸發(fā)器40是裝設(shè)于一冰箱41內(nèi)，并由一循環(huán)風(fēng)扇42強(qiáng)制內(nèi)部空氣對(duì)流，以提供一低溫冷藏空間供乘客利用，蒸發(fā)過的低壓氣態(tài)冷媒則由一低壓管43輸出至該吸收器50。
本實(shí)施例的吸收器50是與該凝結(jié)器20并列裝設(shè)于散熱風(fēng)扇140的冷卻氣流流路上，以節(jié)省裝設(shè)空間。該吸收器50與上述吸收劑回流管13及低壓管43連接，并連接有一溶液流出管51。在該吸收器50中進(jìn)行冷媒與吸收劑的混合，也就是該氣態(tài)冷媒被冷卻并被吸收劑吸收，兩者混合為溶液，吸收過程中氣態(tài)冷媒釋放的潛熱由該散熱風(fēng)扇140帶走。即使該散熱風(fēng)扇140未啟動(dòng)，汽車行進(jìn)時(shí)由車頭強(qiáng)制對(duì)流進(jìn)入該引擎室110的氣流也具有冷卻效果。
該加壓泵60入口側(cè)是連接于該溶液流出管51，出口側(cè)是連接于該溶液泵入管11，其動(dòng)力源可接至汽車電瓶，將溶液泵入該發(fā)生器10中重復(fù)循環(huán)使用。如同先前技術(shù)所述，該加壓泵60并非必要元件，只要將該發(fā)生器10與吸收器50作適當(dāng)高低位差配置，在自然對(duì)流效應(yīng)能克服管路流阻的情況下，也可以省略該加壓泵60。
該熱交換器70是將該溶液泵入管11的一段與該吸收劑回流管13的一段互相貼觸，并外裹以保溫材料而成，使高溫的吸收劑與低溫的溶液作熱交換，而有助于將溶液溫度提高，以減少該發(fā)生器10所需要的熱源，相對(duì)的降低吸收劑的溫度，提升吸收器的散熱效率，且提升系統(tǒng)整體的性能系數(shù)。
此外，該溶液泵入管11在該加壓泵60出口側(cè)可設(shè)一逆止閥111，在該發(fā)生器10入口側(cè)可設(shè)一壓力控制閥112，因溶液中的冷媒被蒸發(fā)會(huì)使管路壓力上升，利用以此特性作控制，若車輛剛開始起動(dòng)且引擎熱度不足，以致于冷媒無法充份被蒸發(fā)時(shí)，則該壓力控制閥112不會(huì)開啟，溶液會(huì)停留在該溶液泵入管11中持續(xù)加熱，直到壓力上升才開啟。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的工作流體包含吸收劑、冷媒及兩者混合后的溶液，該系統(tǒng)至少包括一發(fā)生器、一凝結(jié)器、一降壓?jiǎn)卧⒁徽舭l(fā)器及一吸收器，其特征在于該發(fā)生器，是利用汽車引擎的廢熱對(duì)內(nèi)含的溶液加熱，使溶液中的冷媒蒸發(fā)輸出高壓氣態(tài)冷媒及由管路回流吸收劑；該凝結(jié)器，是利用汽車散熱氣流冷卻，可將該發(fā)生器輸出的高壓氣態(tài)冷媒冷卻成液態(tài)冷媒；該降壓?jiǎn)卧?，可將該凝結(jié)器輸出的液態(tài)冷媒降壓；該蒸發(fā)器，供流經(jīng)該降壓?jiǎn)卧睦涿轿鼰嵴舭l(fā)；該吸收器，是利用汽車散熱氣流冷卻，將該蒸發(fā)器輸出的氣態(tài)冷媒冷卻，使其被自該發(fā)生器回流的吸收劑吸收而混合為溶液，該溶液可再進(jìn)入該發(fā)生器重復(fù)循環(huán)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，其特征在于更包括有一加壓泵，可將該吸收器內(nèi)的溶液，增壓打進(jìn)該發(fā)生器。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，其特征在于更包括有一熱交換器，該加壓泵與發(fā)生器之間具有一溶液泵入管，該發(fā)生器與吸收器之間具有一吸收劑回流管，該熱交換器是將該溶液泵入管的一段與該吸收劑回流管的一段互相貼觸而成。
4.如權(quán)利要求3所述的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，其特征在于該溶液泵入管在該發(fā)生器入口側(cè)設(shè)有一壓力控制閥。
5.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，其特征在于該蒸發(fā)器是裝設(shè)于車內(nèi)乘座空間一冰箱內(nèi)，并由一循環(huán)風(fēng)扇強(qiáng)制內(nèi)部空氣對(duì)流，以提供冷藏空間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種運(yùn)用引擎廢熱的車用吸收式冷卻系統(tǒng)，包括有一利用汽車引擎的廢熱作為熱源的發(fā)生器、一可對(duì)該發(fā)生器輸出的高壓氣態(tài)冷媒冷卻成液態(tài)冷媒的凝結(jié)器、一可將該液態(tài)冷媒降壓的降壓?jiǎn)卧?、一裝設(shè)于車室內(nèi)且供冷媒吸熱蒸發(fā)的蒸發(fā)器及一可將氣態(tài)冷媒冷卻并使其被該發(fā)生器回流的吸收劑吸收混合為溶液的吸收器。借此，利用引擎的廢熱提供作該系統(tǒng)運(yùn)作的所需熱源，可達(dá)成能源節(jié)約及再利用。
文檔編號(hào)B60H1/02GK1579825SQ03153239
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者鄭鴻斌, 林季孜, 鐘居田, 鐘志杰 申請(qǐng)人:黑川科技有限公司